package cn.xkai.exercise.b;

import java.util.Arrays;
import java.util.HashSet;
import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;
import java.util.Set;

/**
 * @description: 打开转盘锁
 * 你有一个带有四个圆形拨轮的转盘锁。每个拨轮都有10个数字： '0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9' 。每个拨轮可以自由旋转：例如把 '9' 变为 '0'，'0' 变为 '9' 。每次旋转都只能旋转一个拨轮的一位数字。
 * 锁的初始数字为 '0000' ，一个代表四个拨轮的数字的字符串。
 * 列表 deadends 包含了一组死亡数字，一旦拨轮的数字和列表里的任何一个元素相同，这个锁将会被永久锁定，无法再被旋转。
 * 字符串 target 代表可以解锁的数字，你需要给出解锁需要的最小旋转次数，如果无论如何不能解锁，返回 -1 。
 * @author: kaixiang
 * @date: 2022-07-20
 **/
public class Solution77 {
    public int openLock(String[] deadends, String target) {
        Set<String> set = new HashSet<>(Arrays.asList(deadends));
        //开始遍历的字符串是"0000"，相当于根节点
        String startStr = "0000";
        if (set.contains(startStr))
            return -1;
        //创建队列
        Queue<String> queue = new LinkedList<>();
        //记录访问过的节点
        Set<String> visited = new HashSet<>();
        queue.offer(startStr);
        visited.add(startStr);
        //树的层数
        int level = 0;
        while (!queue.isEmpty()) {
            //每层的子节点个数
            int size = queue.size();
            while (size-- > 0) {
                //每个节点的值
                String str = queue.poll();
                //对于每个节点中的4个数字分别进行加1和减1，相当于创建8个子节点，这八个子节点
                //可以类比二叉树的左右子节点
                for (int i = 0; i < 4; i++) {
                    char ch = str.charAt(i);
                    //strAdd表示加1的结果，strSub表示减1的结果
                    String strAdd = str.substring(0, i) + (ch == '9' ? 0 : ch - '0' + 1) + str.substring(i + 1);
                    String strSub = str.substring(0, i) + (ch == '0' ? 9 : ch - '0' - 1) + str.substring(i + 1);
                    //如果找到直接返回
                    if (str.equals(target))
                        return level;
                    //不能包含死亡数字也不能包含访问过的字符串
                    if (!visited.contains(strAdd) && !set.contains(strAdd)) {
                        queue.offer(strAdd);
                        visited.add(strAdd);
                    }
                    if (!visited.contains(strSub) && !set.contains(strSub)) {
                        queue.offer(strSub);
                        visited.add(strSub);
                    }
                }
            }
            //当前层访问完了，到下一层，层数要加1
            level++;
        }
        return -1;
    }

}
